Abschlussarbeit gan Ac/dc-stufe Für Wärmepumpen
vor 3 Monaten
Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Rund 30 800 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,0 Milliarden Euro.
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Unsere rund 1400 Mitarbeitenden arbeiten für ein nachhaltiges, wirtschaftliches, sicheres und sozial gerechtes Energieversorgungssystem auf Basis erneuerbarer Energien. Dazu tragen wir mit unseren Forschungsschwerpunkten Energiebereitstellung, Energieverteilung, Energiespeicherung und Energienutzung bei. Durch herausragende Forschungsergebnisse, erfolgreiche Industrieprojekte, Firmenausgründungen und globale Kooperationen gestalten wir die nachhaltige Transformation des Energiesystems.
Für unsere Gruppe "Stromrichtereinheiten" suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine studentische Hilfskraft mit der Gelegenheit zur Erstellung der Abschlussarbeit zum Thema "GaN AC/DC-Stufe für Wärmepumpen".
Wärmepumpen können eine wichtige Rolle im Klimaschutz spielen. Mit ihnen können Häuser und Gebäude gewärmt und Warmwasser bereitgestellt werden. Nur etwa 1/3 der bereitgestellten Wärmeenergie muss der Wärmepumpe in Form elektrischer Energie zugeführt werden, der Rest wird aus der Umwelt aufgenommen (z.B. aus der Luft bei Luft-Wasser-Wärmepumpen). Wird eine Wärmepumpe mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben, so erzeugt sie daher Wärme vollständig CO²-neutral. Die Wärmepumpe ist aufgrund dessen ein wichtiges Puzzleteil auf dem Weg zur CO²-Neutralität.
Das Fraunhofer ISE will im Rahmen des Projektes InnoWP die Leistungselektronik für eine Wärmepumpe entwickeln. Dabei wollen wir das Wide-Bandgap-Material Galliumnitrid (GaN) einsetzen, um den benötigten Strom besonders effizient umwandeln zu können. Die Leistungselektronik hat die Aufgabe zunächst den Wechselstrom aus dem Netz gleichzurichten und dabei die Anforderungen zu erfüllen, welche an die Verbraucher im Netz gestellt werden. Hierunter fällt z.B. die Begrenzung von Netzrückwirkungen, aber auch Themen wie die Powerfaktor-Korrektur. Außerdem soll es möglich sein, die Höhe der gleichgerichteten Spannung an den aktuellen Bedarf anpassen zu können. All diese Aufgaben erledigt der AC/DC-Wandler. Um den Elektromotor der Wärmepumpe betreiben zu können, muss die nun erzeugte DC-Spannung wieder in einen Drehstrom mit variabler Frequenz umgewandelt werden. Hierzu wird ein sogenannter Antriebsumrichter benötigt. Dieser ermöglicht die Variation der Drehgeschwindigkeit des Motors, wodurch die Leistung der Kompressorstufe an den gerade benötigten Bedarf angepasst und so die Wärmepumpe effizient betrieben werden kann.
Während Deiner Masterarbeit hast Du die Aufgabe einen Prototyp des netzseitigen AC/DC-Wandlers zu entwickeln. Du wirst Dich mit Hilfe von Simulationssoftware an die Aufgabe herantasten. Zunächst soll ein Modell der Wandlerstufe erstellt werden. Anschließend folgt die Schaltplan
- und Layoutentwicklung. Dir wird es möglich sein sich in die notwendigen Softwaretools während Deiner Masterarbeit einzuarbeiten. Danach geht es an den Aufbau sowie die Inbetriebnahme. Zuletzt sollen Messungen durchgeführt werden, um die Effizienz der Wandlerstufe zu bestimmen.
**Was Du bei uns tust**
- Du arbeitest Dich in das Thema AC/DC-Wandler und Wide-Bandgap-Bauelemente ein.
- Du entwickelst mit Hilfe der Software Plecs von Plexim ein Simulationsmodell des Wandlers.
- Du erstellst Schaltplan sowie Layout mit der Software Altium Designer.
- Du baust Deinen Prototyp, nimmst diesen in Betrieb und führst eine Wirkungsgradmessung durch.
- Du dokumentierst und präsentierst Deine Arbeiten und Ergebnisse.
**Was Du mitbringst**
- Du studierst im Bereich der Elektrotechnik oder in einer vergleichbaren Fachrichtung.
- Es ist Dir wichtig, Dich in Dein Team einzubringen und auch in der Zusammenarbeit gemeinsam Ziele zu erreichen.
- Du planst und erledigst Aufgaben selbständig und mit hoher Qualität.
- Du arbeitest eigenverantwortlich und engagiert.
- Du kannst Dich sicher sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache ausdrücken.
**Was Du erwarten kannst**
- Du arbeitest bei einem der beliebtesten Arbeitgeber auf Augenhöhe mit den Besten.
- Aufgeschlossene Kolleg*innen freuen sich, neue Talente in ihren Reihen aufzunehmen.
- Wir bieten flexible Arbeitszeitmodelle und geben Dir die Möglichkeit, zeitweise auch von zu Hause aus zu arbeiten.
- Dazu pflegen wir eine kooperative Arbeitsatmosphäre und eine offene Kommunikation.
- Wir legen Wert auf Chancengerechtigkeit und geben Raum für Vielfalt.
- Du kannst an attraktiven Sport
- und Gesundheitsangeboten und After-Work-Aktivitäten teilnehmen.
Die Vergütung richtet sich nach dem Abschlussgrad Deiner Hochschulausbildung.
Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mita
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